2021年12月21日 | tiny4412学习(四)之移植linux-设备树（1）设备树基础知识及中断

• 硬件平台：tiny4412

• 系统：linux-4.4

• 文件系统：busybox-1.25

• 编译器： arm-none-linux-gnueabi-gcc（gcc version 4.8.3 20140320）

• uboot：友善自带uboot.

一、DTS引入

1.什么是DTS？为什么要引入DTS？

DTS即Device Tree Source设备树源码,DeviceTree是一种描述硬件的数据结构，它起源于OpenFirmware (OF)。

在Linux2.6中，ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，比如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data，这些板级细节代码对内核来讲只不过是垃圾代码。而采用DeviceTree后，许多硬件的细节可以直接透过它传递给Linux，而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。   

2.ARM平台的相关code做出如下相关规范调整

•ARM的核心代码仍然保存在arch/arm目录下•ARM SoC corearchitecture code保存在arch/arm目录下•ARMSOC的周边外设模块的驱动保存在drivers目录下•ARMSOC的特定代码在arch/arm/mach-xxx目录下•ARM SOCboard specific的代码被移除，由DeviceTree机制来负责传递硬件拓扑和硬件资源信息。

本质上，Device Tree改变了原来用hardcode方式将HW配置信息嵌入到内核代码的方法，改用bootloader传递一个DB的形式。

3.DTS的加载过程

如果要使用DeviceTree，首先用户要了解自己的硬件配置和系统运行参数，并把这些信息组织成DeviceTree source file。通过DTC（DeviceTree Compiler），可以将这些适合人类阅读的DeviceTree source file变成适合机器处理的DeviceTree binary file（DTB，devicetree blob）。在系统启动的时候，bootprogram（例如：firmware、bootloader）可以将保存在flash中的DTB copy到内存（当然也可以通过其他方式，例如可以通过bootloader的交互式命令加载DTB），并把DTB的起始地址传递给OSkernel。对于计算机系统（computersystem），一般是firmware->bootloader->OS，对于嵌入式系统，一般是bootloader->OS。

4.DTS的描述信息

Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点本身可包含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在DeviceTree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被hardcode到kernel中）：

 

•CPU的数量和类别

•内存基地址和大小

•总线和桥

•外设连接

•中断控制器和中断使用情况

•GPIO控制器和GPIO使用情况

•Clock控制器和Clock使用情况

 

它基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树，Bootloader会将这棵树传递给内核，然后内核可以识别这棵树，并根据它展开出linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备，而这些设备用到的内存、IRQ等资源，也被传递给了内核，内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。

一个.dts文件对应一个ARM的machine，一般放置在内核的arch/arm/boot/dts/目录。由于一个SoC可能对应多个machine（一个SoC可以对应多个产品和电路板），势必这些.dts文件需包含许多共同的部分，Linux内核为了简化，把SoC公用的部分或者多个machine共同的部分一般提炼为.dtsi。所有的ARMSoC的.dtsi都引用了skeleton.dtsi，即#include"skeleton.dtsi“或者 /include/ "skeleton.dtsi"

5.变化

platform之前：

现在：

二、设备树文件

1、修改设备树文件支持GPIO按键中断

（/work/linux-4.4.0/linux-4.4/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts）

1. interrupt_demo: interrupt_demo {  

2.         compatible         = "tiny4412,interrupt_demo";  

3.         tiny4412,int_gpio1 = <&gpx3 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  

4.         tiny4412,int_gpio2 = <&gpx3 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  

5.         tiny4412,int_gpio3 = <&gpx3 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  

6.         tiny4412,int_gpio4 = <&gpx3 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  

7. };  

2、完整的设备树文件：

Device Tree有自己的独立的语法，它的源文件为.dts，编译后得到.dtb，Bootloader在引导Linux内核的时候会将.dtb地址告知内核。之后内核会展开Device Tree并创建和注册相关的设备，因此arch/arm/mach-xxx和arch/arm/plat-xxx中大量的用于注册platform、I2C、SPI板级信息的代码被删除，而驱动也以新的方式和.dts中定义的设备结点进行匹配。

1. /* 

2.  * FriendlyARM's Exynos4412 based TINY4412 board device tree source 

3.  * 

4.  * Copyright (c) 2013 Alex Ling  

5.  * 

6.  * Device tree source file for FriendlyARM's TINY4412 board which is based on 

7.  * Samsung's Exynos4412 SoC. 

8.  * 

9.  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify 

10.  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as 

11.  * published by the Free Software Foundation. 

12. */  

13.   

14. /dts-v1/;  

15. #include "exynos4412.dtsi"  

16. #include   

17.   

18. / {  //root结点"/"  

19.     model = "FriendlyARM TINY4412 board based on Exynos4412";  

20.     //root结点"/"的属性compatible，组织形式为：,  

21.     //Linux内核透过root结点"/"的compatible 属性即可判断它启动的是什么machine  

22.     //compatible 属性是一个字符串的列表，列表中的第一个字符串表征了结点代表的确切设备，  

23.     //形式为","，其后的字符串表征可兼容的其他设备。  

24.     //可以说前面的是特指，后面的则涵盖更广的范围。  

25.     compatible = "friendlyarm,tiny4412", "samsung,exynos4412", "samsung,exynos4";  

26.   

27.   //以下开始为子节点  

28.     //子结点的命名，它们遵循的组织形式为：[@]，  

29.     //<>中的内容是必选项，[]中的则为可选项。name是一个ASCII字符串，用于描述结点对应的设备类型，如memory；  

30.     //多个相同类型设备结点的name可以一样，只要unit-address不同即可  

31.       

32.     //chosen节点并不代表一个真正的设备，而是用来在Firmware与操作系统间传递数据，如启动参数。  

33.     chosen {                         //子结点"chosen"  

34.         stdout-path = &serial_0;  

35.         bootargs = "root=/dev/ram0 rw rootfstype=ext4 console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc earlyprintk";  

36.     };  

37.   

38.     memory {                         //子结点"memory"  

39.         reg = <0x40000000 0x40000000>;  

40.     };  

41.   

42.     leds {                           //子结点"leds"  

43.         compatible = "gpio-leds";  

44.   

45.         led1 {                         //子子结点"led1"  

46.             label = "led1";  

47.             gpios = <&gpm4 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;  

48.             default-state = "off";  

49.             linux,default-trigger = "heartbeat";  

50.         };  

51.   

52.         led2 {  

53.             label = "led2";  

54.             gpios = <&gpm4 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;  

55.             default-state = "off";  

56.         };  

57.   

58.         led3 {  

59.             label = "led3";  

60.             gpios = <&gpm4 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;  

61.             default-state = "off";  

62.         };  

63.   

64.         led4 {  

65.             label = "led4";  

66.             gpios = <&gpm4 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;  

67.             default-state = "off";  

68.             linux,default-trigger = "mmc0";  

69.         };  

70.     };  

71.   

72.     fixed-rate-clocks {  

73.         xxti {  

74.             compatible = "samsung,clock-xxti";  

75.             clock-frequency = <0>;  

76.         };  

77.   

78.         xusbxti {  

79.             compatible = "samsung,clock-xusbxti";  

80.             clock-frequency = <24000000>;  

81.         };